応募課題はこちらに記載されています。公開にあたり内容は一部伏字にしています。 www.ipa.go.jp

選考のポイント

基本として、加点法で判断します。自身の技術力ややってきたこと、発信してきたこと、何ができるかといったことなど、アピールしたい点を存分に記述してください。多く書くことにより、「文章が長過ぎる・まとまりが無い・重複している・冗長」などとして減点するようなことはありません。失敗した経験や落選の結果を書くことや、「文章が洗練されていない」「誤字脱字がある」などによる減点もありません(文章や作文のテストではありません。内容を見ます)。アピールをいっぱい書いて、得をすることはあっても、損をすることはありません。自身がアピールしたいことを思い付くままにいっぱい書いて、アピールしてください。いかにやる気があるか、参加できたらいかに頑張ることができるか、ということを「示して」ください。「やる気があり、今までこうしたことをやってきています」「このようにいままでずっと手を動かしてきています」「こういったものを作ったことがあります」「今までこんな活動を継続してきています」ということを書くといいでしょう。それが、やる気を証明することになります。課題については、課題が解決できたかどうかや正誤で判断するのではなく、いかに自身で疑問を持ち課題設定するか、その課題を解決しようとする過程や未知のことにどのように取り組むか、新たなことに挑戦しようとする姿勢を見ます。このため課題は解決できなくても構いませんし、正答にたどりつけなくても構いません。課題に対する正答を求めているわけではありません。途中経過でも構いませんし、自分なりの考えでも構いませんので、いかに取り組んだか、難しい課題にこのように取り組んでこの辺りまではわかった、自分なりにこう考え、こういうことを調べた・試した、自分はこう考えこう思ったという、その過程を書いてください。自身のできる範囲で課題設定して回答するのでなく、ぜひ今まで知らなかったものに挑戦して、その挑戦の過程を書いてみてください。その結果正答でないとしても、それは挑戦しているためとして判断します。手を動かしてみてください。ネット検索で調べたことを張り付けるだけではなく、本当にそうなのかという疑問を持ち、自分で手を動かして、見て、試し、調べ、確認し、本当にそうなのかと深堀りして考えてみてください。ネット検索で出てきたことは、はたして本当なのでしょうか︖深堀りして理解し納得できているでしょうか︖疑問点や矛盾は無いでしょうか(矛盾があるとしたら、その原因はどこでしょうか)︖自分の眼や手で確認したでしょうか︖他人に説明できるでしょうか︖そして、そうしたことを書いてください。課題解決に対する、そのような姿勢を見ます。

加点法でアピールになりうることは全部書けとのことだったので、今まで学んできたことをできるだけダンプしてみました。今までの執筆ブログ、論文、就活でのエントリーシート、開発プロダクトのREADMEなどなどを参考にしながら、そういえばあんなことやったなぁと言いながら書き進め、気づけば16,000字超に。

1. あなたに関する問い

あなたは今までどのようなことをやってきましたか．どのようなことができて，どのようなことが得意で，どのようなことに自信がありますか．どのようなものを作りましたか．どのような情報を発信してきましたか．どのようにしてそうしたことをやってきましたか．なぜ，そのようなことをやってきましたか．やってきてどう思いましたか．参加できた場合，セキュリティ・キャンプネクストにどのようなことを期待し，どのようなことをやってみたいですか．

CGシミュレーションに初めて触れたことが私のコンピュータを学ぶきっかけとなり、その後ネットワークセキュリティ、構文解析、Web開発といった分野で知見を深めてきました。学習過程についてまとめた図は、下記リンクからご覧ください。本回答では各分野での経験、および今後の目標について述べます。

CG編

アートサイエンスとしてのCGシミュレーション

高校生の頃、科学部にて「アナモルフォーズ」や「計算折り紙」をテーマに活動していました。前者について、「アナモルフォーズ」とは、ゆがんだ絵を円筒型の鏡に投影することで元の正常な絵が見えるというアート技法です。科学部ではアナモルフォーズ作品を通して、光の性質を知ってもらおうという活動をしていました。その一環で、光の通り道を可視化するため、Excelで光の進み方を計算し、Graph-Rという3次元グラフ作成ソフトを用いて点群データを描画する仕組みを構築しました。一連の成果を発表するため、関西地区最大の科学イベントである「青少年のための科学の祭典大阪大会・サイエンスフェスタ2017」にて発表を行い、奨励賞を受賞することができました。その後、活動テーマは変わり、折り紙と数学の関係性をテーマに活動していました。その中で、三谷純教授（現筑波大学システム情報系教授）の計算折り紙の研究に興味を持ち、三谷氏の論文や著書を参照しながら、折り紙の数学的背景や、折り紙幾何学におけるCGの応用技術について学んでいました。また、三谷氏は、ORI-REVOという軸対称な曲線折り紙を簡単に設計できるソフトウェアを開発されていたとのことで、科学部では本ツールを用いて実際に曲線折り紙作品の制作も行いました。これらの折り紙理論および作品展示を、文化祭にて発表するという活動を行いました。

クリエイティブコーディングとしてのCG

大学に入学してからは3DCGソフトウェア「Blender」を用いた個人制作活動をしていました。

作品一覧：Instagram
執筆ブログ：#Nodevember と 3DCGにおけるノードの魅力

この頃からOSSであるBlenderの内部実装に興味を持ち始め、Blenderの主要言語であるC++を触り始めました。その後、大学でプログラミング学習を受け始めたこともあってクリエイティブコーディングにも興味を持ち、Proccesingやp5.jsによる作品を制作し、公開していました。この頃からWebの表現力の高さに惹かれWeb技術を学び始めました。

ネットワークセキュリティ編

大学での専攻

高校生の頃、Minecraftが好きだった私はレッドストーン回路という電子電気回路を模したMinecraft上のアイテムを用いて、半加算器/全加算器による計算機を作成していました。この仕組みが実際のコンピュータでも用いられていることを面白く思い、立命館大学情報理工学部に進学してコンピュータサイエンスを学ぶこととなりました。専攻はネットワークセキュリティであり、コンピュータサイエンスの基礎からネットワークの仕組み、セキュリティ分野を幅広く学びました。上原哲太郎教授（https://x.com/tetsutalow）のサイバーセキュリティ研究室に配属し、幅広いセキュリティ課題に取り組んでいます。学習の過程で、応用情報技術者試験や情報処理安全確保支援士試験に合格し、現在は登録セキスペ第028175号となり、継続的にセキュリティ分野の体系的な理解を深めています。

ネットワークプログラミング

TCP/IPなどネットワークレイヤの理解を深めるため、マルチスレッドによるWebサーバををC言語でフルスクラッチで実装しました。詳細について「3興味ある分野に関する問い」の回答にて紹介します。

構文解析編

私は大学の講義にてオートマトンおよび言語理論を学んで興味を持ち、個人開発や研究において、正規表現や構文解析に関連した取り組みを行なってきました。

正規表現のReDoS脆弱性

ReDoS脆弱性は正規表現の評価時間が爆発的に増えてDoS攻撃につながってしまうというもので、この脆弱性の存在を知った私は、その理論的背景を調査しました。 ReDoS脆弱性の原因はVM型正規表現エンジンのバックトラックの爆発的増加であることは様々な記事で言及されています。ただ、原因日々の開発の中で記述した正規表現がReDoS脆弱であるかを判断することは難しいだろうという所感もありました。そこで、エディタ上でReDoS脆弱かを判定できるVSCode 拡張機能を開発し、リリースしました。 2024年5月現在400インストールされており、今も継続的に機能拡張を行なっています。

また、簡易的な判断として人の目でReDoS脆弱かを判断したいときに、バックトラックが増加するかという観点だけでは難易度が高いだろうという所感もありました。そこで、下記のブログにて、ReDoS脆弱かを「パッと見で」判断できるような経験則を理論的背景とともにまとめました。投稿後多くの方にご覧いただき、様々なコメントをいただけて知見がより深まりました。

自作電卓

電卓自作のため、再帰下降構文解析による四則演算器ライブラリを実装しました。

npmライブラリ：https://github.com/Ran350/calculator/
GUI実装：https://ran350.github.io/calculator-app/

別プロダクトとして、パーサコンビネーターを利用した五則演算器「見せ算演算器」、およびその電卓GUIを開発しました。（見せ算とは、四則演算に次ぐ五則目として提案された架空の演算方法のこと）

2038年問題研究

卒業研究および修士研究では、2038年問題をテーマに、C/C++ソースコードから2038年問題の原因となりうるコードを検出し、2038年問題の脅威性を示すという研究をしています。提案手法では、対象のソースコードを抽象構文木解析した上で、得られた型情報や字句情報をもとに2038年問題判定するという検出手法を提案しています。実装では、Clang/LLVMを用いて抽象構文木解析および2038年問題判定するCLIツールを、C++で実装しました。研究の詳細については「2 課題への姿勢に関する問い」で紹介します。

Web

コンピュータクラブでの教育活動

前述したクリエイティブコーディングの一環でp5.jsに触れてから、その表現力の多様さに惹かれてWeb技術を学び始めました。所属する立命館コンピュータサークルではWeb班を立ち上げ、プロジェクトリーダーとしてメンバーに対し教材制作や講義、制作支援などを行いました。Web初学者のメンバーでも基礎的な開発力をつけてもらうため、Webの基本的な仕組み、Webフロントエンドの諸技術および歴史的経緯、Webフロントエンド/バックエンドのチュートリアルについて教材を作成し、複数回にわたって講義を行いました。

Web班活動記録

JPHacks

日本最大規模の学生ハッカソン「JPHacks 2022」では、スマホをリモコン化する共同プレゼンテーション支援ツール「スマートポインター」を開発し、関西ブロックにてBest Hacking Sprint Awardを受賞しました。また、決勝大会という位置付けのAward Dayに参加し、イノベーター認定賞を受賞しました。開発背景としては、複数人でプレゼンテーションを行う場合、スライドの切り替え担当者とスピーカーが一致しない場合があります。しかし、スピーカーが逐一「次のスライドお願いします」と依頼するのは面倒であり、聴衆に煩わしさを与える場合もあります。そこで、手元のスマートフォンをリモコン化し、リモートにあるホストPCのスライドを共同で操作できるプラットフォームを開発しました。

実務開発での品質改善

2022年1月から現在までの2年半、京都のスタートアップ会社にてWebエンジニアとして従事してきました。具体的には、███████プロジェクトで内部品質改善を行いました。経緯としては、███████████████████████████████████████████████████████████████████。この課題に対し、「質とスピードはトレードオフではなく、品質の劣化はリードタイムの増加につながる」と主張し、品質改善担当として声を上げ、内部品質および開発者体験の向上のための取り組みを行いました。 ██████████████████████████████████████████████████。 ██████████████████████████████████████████。 █████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████。 █████████████████████████████████████████████████████████████████████████████。

社内勉強会での登壇資料：スキーマ駆動開発 with Open API

ハッカソン型インターン

三井不動産株式会社の不動産DX推進サービスを開発するハッカソン型インターンでは、「大都会渋谷の宮下パークで虫取りを」というコンセプトでARサービスを提案し、メンター賞を受賞しました。株式会社CARTA HOLDINGSの3週間のインターン「もの創り実践プログラムTreasure 2023」では、「技術書のオンライン読書会サービス」を提案・実装し、グランプリ賞とバックエンド賞を受賞しました。React/GraphQL/Go/PostgreSQL を採用し、アイデア〜フロント実装〜バックエンド実装〜発表まで担当しました。

実務型インターン

NTTコミュニケーションズ株式会社の2週間の実務型インターンでは、ビデオ会議ツールNeWorkのプロジェクトにて、TypeScriptを用いた新機能開発を行うというテーマで参加しました。リアルタイムチャット機能のプロトタイプを提案実装し、後に提案が製品に採用されたとのことでした。 Wantedly株式会社の3週間のインターンでは、DX squadにてWantedlyのコードベースにRubyの型システムを導入すべきかどうかという概念検証を行い、その結果をWantedly Techブログに投稿しました。

Ruby の型システムの現実的な運用を、先入観にとらわれずに考えてみた

GMOペパボ株式会社の2週間のインターンでは、SUZURI 事業部にて、ショップページ刷新実装、SNSシェア文生成機能実装を行い、本番環境にリリースしました。また、インターンの内容をGMOペパボTechブログに投稿しました。

【GMO ペパボサマーインターン 2023】SUZURI 事業部でショップページ刷新と SNS シェア文生成機能をリリースした話 (らん)

C/C++編

ネットワークセキュリティ編、構文解析編と紹介してきましたが、これらの技術分野に横断的に関係したのがC/C++による開発でした。ネットワークプログラミング、競技プログラミング、C/C++を対象とした2038年問題のClangによる検出研究、████████████での自律走行車の研究開発などで経験しました。

その他の活動

執筆活動

本回答でも引用していますが積極的に執筆活動を行なっており、学びの過程をアウトプットする機会を定期的に設けています。

執筆記事一覧

メール誤送信研究

修士論文テーマのほかに、共著としてメール誤送信に関する研究にも携わっています。2024年3月には「セキュリティ心理学とトラスト研究会」で以下論文を発表しました。

SCATを用いた業務における電子メール誤送信の要因分析

研究室での卒論執筆支援

研究室の学部4回生に対して行った卒論執筆支援活動について紹介します。 1点目は、論文執筆用のLaTeX環境「CyTeX」を開発したことについてです。 CyTeXは、環境構築が容易でGit管理可能、無料で利用可能な日本語LaTeX執筆環境です。 GitHub Codespaces で LaTeX 環境を構築でき、ブラウザから TeX ファイルの編集が可能です。 VSCode for the Web が利用可能なブラウザさえあれば、LaTeX 環境を構築できます。また、ローカルのDocker環境でも使用でき、かつDocker環境もamd64/arm64の両環境に対応しています。開発背景について、論文提出の締め切りに追われている人にとって執筆環境構築は面倒な作業で、また、例えば自宅PCと研PCといった、複数の環境で構築したくなった場合も面倒でした。卒論修論に関しては、大学から配布される卒論修論専用のTeXファイルのテンプレートがあるのですが、各々がファイルをダウンロードしてきて〜任意のTeXパッケージを入れて〜章立てして〜という作業も面倒でした。理想的には、全員共通のテンプレートを用意し、全員が行う面倒な作業はなくしたいところです。そこで、環境構築が簡単で、環境差異が少なく、Git管理ができて、無料で利用できて、論文テンプレートを配布できる、そんなLaTeX環境を目指してCyTeXを開発しました。

2点目は、卒論執筆指南書および卒論執筆講座についてです。 12月初旬にサイバーセキュリティ研究室のB4生を対象とした「卒論執筆講座」を開講しました。開講した経緯としては、サイバーセキュリティ研究室ではこれまで、特に推奨される論文執筆環境というものはなく、各学生が自由に環境を選んで執筆していました。使いたい環境がある人にとっては問題ありませんが、はじめて論文を執筆するB4生にとって、そもそもどんな手順で、何に気を付けて卒論を書いていけば良いかわからないという悩みにも繋がっていました。そんな課題感から、よりスムーズに卒論を執筆し始められるように卒論執筆指南書を作成し、共有することにしました。講座では、LaTeX環境の選び方、Gitによるバージョン管理および基本的な使い方、論文執筆の心得、論文執筆のTipsについて共有しました。

卒論に迷えるB4生へ卒論執筆指南書を授けたい

3点目は、卒論執筆におけるGitHubの運用についてです。前述した卒論執筆講座では、論文バックアップ環境としてGitHubを紹介し、環境構築までのチュートリアルも行いました。また、昨年度からは論文レビューにGitHubのPull Request機能を用いるよう提案し、実際にその恩恵を受けることができました。論文添削でGitHubを用いた恩恵として、Suggestion機能によるレビューコメント内で修正案の提案できること、他のレビュアーのコメントを閲覧できること、解決済みマークで修正済みかを判別できること、などがありました。

セキュリティシンポジウムへの参加

最近ではセキュリティシンポジウムにも積極的に参加しています。2023年6月にサイバーセキュリティシンポジウム道後では、研究発表を行い学生研究賞を受賞しました。 2024年3月には九州サイバーセキュリティシンポジウムに参加し、民間のセキュリティエンジニアだけでなく、官公庁や警察関係者、他大学の先生方など大学外の方々との交流を深められました。

今後

私は今後、セキュリティ分野に深く精通したソフトウェアエンジニアになりたいと考えています。インターンシップでのWebサービス開発を通じて、ソフトウェアエンジニアがセキュリティ知識を持つことの重要性を強く感じました。近年のデリバリー速度が求められる開発スタイルの中では、セキュリティベンダーによる第三者監査を行うばかりではなく、開発者自身がセキュリティ意識をもつことが大切だと考えています。例えば、デプロイ頻度の高いサービスにおいて毎回ベンダーチェックすることは現実的ではないがセキュリティホールがあるままリリースすることは許容できなかったり、他にも、頻繁に変わるサービス仕様のすべてをセキュリティベンダーに伝えることが難しかったり、などの問題点があります。そのため、開発組織内での、DevSecOpsの仕組みの構築、脆弱性を生みにくいソフトウェア設計、バグハンティングの知見をもつことが好ましいと考えています。私はそういったセキュリティスキルをもったソフトウェアエンジニアを目指し、セキュリティネクストキャンプでは、少しでも多くのセキュリティ技術を習得したいと考えています。また、セキュリティキャンプに参加される多くの関係者の方と知見を共有し、セキュリティ業界の未来に共に貢献できる仲間を見つけること期待しています。

2 課題への姿勢に関する問い

自身で何らかの技術的な疑問を設定し，その疑問を解決しようと取り組み，その過程を示すことで，自身の技術力や課題に取り組むやりかたを説明してください． (疑問の例：実行ファイルはどのような構造になっているのだろう？ pingコマンドを実行すると何が起きるんだろう？オンラインゲームはどうやって通信対戦を実現しているのだろう？といったようなことです) 設定する疑問は何でも構いませんし，解決しなくても構いません．解決できたかどうかではなく，いかに課題に取り組むかという点を評価します．

きっかけ

前述の通り、大学生活の中でC/C++による開発を多く経験してきました。この中で、特にC言語の型に起因するバグや脆弱性の生まれやすさを実感していたこと、技術的負債に興味があったことから、2038年問題をテーマに卒業研究、修士研究を行ってきました。本回答では、研究概要、貢献、課題解決のアプローチ、実装のアプローチについて紹介しながら課題への姿勢を示します。

研究概要

修士研究では、「2038年問題の原因となりうるソースコードの自動検出手法の提案と実装」をテーマに研究を行っています。 2038年問題は、UNIX timeという時刻表現形式に起因する問題です。 UNIX timeは歴史的経緯により32bit符号付き整数型で表現されることがあり、その場合、2038年1月19日3時14分7秒降の時刻で整数オーバーフローが引き起こります。この整数オーバーフローによってシステムにさまざまな不具合が発生する可能性があり、これを2038 年問題と呼びます。 2038年問題は、影響範囲の広さや修正の困難さから深刻であると主張されています。 2038年問題への対応として、64bitなどの32bitを超えるデータサイズでタイムスタンプ値を扱う対策が一般に知られています。この対策において、タイムスタンプ値のデータサイズはデータフローの中で一貫して32bitを超えるよう維持される必要があるが、どこか一箇所でも32bit符号付き整数型にダウンキャストされると、整数オーバーフローを引き起こす可能性があります。また、このダウンキャストを既存手法で発見することは困難であり、検出手法の確立が求められます。そこで本研究では、2038年問題の原因となりうるコードの検出手法を確立することを目指しています。

研究発表スライド

貢献

これまでの修士研究において、C言語ソースコードから2038年問題の可能性のあるコードを抽象構文木解析により検出するツールを開発しました。さらに、開発したツールを用いて普及率の高いオープンソースソフトウェアを対象にした調査を行いました。その結果、約1/3のプロジェクトにおいて潜在的に2038年問題のあるコードが発見され、2038年問題の脅威性が示されました。また、この過程において、論文執筆/研究発表を実施しました。

2023年4月にはIoTセキュリティセンター学生研究交流セミナーでポスター発表を実施
2023年6月にはサイバーセキュリティシンポジウム道後2023で研究発表を行い学生研究賞を受賞
- サイバーセキュリティシンポジウム道後学生研究賞
- サイバーセキュリティシンポジウム道後2023 参加記録ブログ
2023年7月にはDICOMOシンポジウム2023で論文掲載/研究発表を行い優秀プレゼンテーション賞を受賞
- DICOMOシンポジウム2023での論文 | 情報処理学会電子図書館
2024年3月には査読付き論文誌である情報処理学会論文誌ジャーナル「組込みシステム工学特集」において、条件付採録通知に対し修正済み論文を提出（2024/8/20追記：採録が決定し、2024年9月に発行予定）

今後の予定について、現状本研究の検出ツールではFalse Positiveな検出が存在するため、解析精度が向上するよう検出ツールの改良を行う予定です。その上で、2038年問題の脅威性評価のための大規模な調査を行い、さらに学会にて成果発表を行う予定です。最後に、修士論文にて、改良した2038年問題の検出手法、および脅威性評価のための調査結果をまとめる予定です。

課題解決のアプローチ

「①観察による仮説形成→②仮説を具体論として導出→③仮説の検証」というプロセスで問題設定/問題解決を試みています。 ①観察による仮説形成について、まず、2038年問題のにおける課題の一つに、影響するレイヤが非常に広いため脅威の大きさを分析することが困難であるということが挙げられます。そこで、2038年問題を抱えることが既に判明しているソフトウェアを調査、分類しました。この調査の過程で得られた知見をもとに、「C言語の time_t 型の64bit化で防げない2038年問題」に着目し、この問題領域での脅威は大きいだろうという仮説を立てました。 ②具体論の導出として、このような2038年問題には具体的にどのようなパターンが存在するかを求めました。これには、JISX3010:2003などのC言語の言語仕様や、MISRA-CやCERT-CなどのC言語セキュアコーディングルールを参照しながら求めました。 ③仮説の検証として、次にこの問題領域のリスクを分析するために、ソースコード解析を用いた検出手法を考案し、さらにOSSを対象とした評価実験を行いました。結果としては、脅威が大きいと評価できる結果が得られ、これと事前調査の結果とを合わせることで仮説を検証できました。最後に学会論文として体系的にまとめました。

実装のアプローチ

抽象構文木（以下、AST）解析を行い、検知対象コードを見つけることが提案手法でした。この手法を検知ツールとして実装する過程を振り返って紹介します。検知ツールの要件としてはC/C++に対してAST解析ができることがありました。これに加えて、独自ルールを定義するプラグインが作れること、コミュニティが大きく研究分野でも採用例が多いことから、LLVM/ClangのClang Static Analyzerを採用しました。 ClangによるAST解析の方法にはいくつかありますが、卒業研究の時には、最もeasyに扱えるAST Matcherの仕組みを使って検出ツールを実装していました。 AST Matcherは、Clang ASTに対してパターンマッチで対象のASTノードを取得できる仕組みです。 clang-queryというCLIツール用いて、AST Matcherを投げることで、検知対象のコードを発見するということを卒論時にはしていました。しかし、検出手法の要件上、再帰的な処理が必要となり、これがAST Matcherの表現力では難しいということがわかり、別の手段が必要になりました。そこで、AST Matcherで対象のノードを取得した後に、得られたClang ASTノードから、子ノードを提案手法の条件にしたがって再帰的に探索することはできないかと考えました。 clang-queryやClangコンパイル時の静的解析では、Clang ASTノードを直接参照しているはずなので、そのような仕組みはあるはずです。もっというと、Clang ASTを参照する仕組みがライブラリがClangから提供されていれば嬉しいなと思いながらドキュメントや書籍を読み探しました。すると、ClangLibというライブラリとして提供されているとわかり、これを用いて実装することとなりました。実装は、公式ドキュメントや書籍、他のGitHub リポジトリでの実装を参考に行いました。ただ、難しかった点として、LLVMはメジャーバージョンによってライブラのインターフェースやディレクトリ構造がかなりことなるため、サンプルコードそのままというわけにはいかず、使用バージョンのClangソースコードを参照しながら実装する必要はありました。

3 興味ある分野に関する問い

セキュリティ・キャンプネクストの講義の一覧を見て，その中から興味のある講義を選び，その講義で扱うテーマに対して自分が考えること，興味，疑問，課題，自分なりの考察などを説明してください．その分野について知識があるかどうかではなく，いかに興味や疑問を持ち，課題を考え，自分なりに調べて考察するかといった点を評価します．

セキュリティネクストキャンプでの講義の中でも、特に興味を持っている講義について述べます。

K2『法律と倫理』

所属する立命館大学の上原哲太郎研究室では、不正アクセス禁止法、デジタルフォレンジック、プライバシーや個人情報保護法、遺産相続、電子文書といった「法律と倫理」に密接に関わる分野をテーマにした卒業研究、修士研究があり、日々のゼミでも個人の研究テーマを超えて議論をしています。また、上原研究室では、産官学連携の一環で大阪府警や京都府警、滋賀県警と協力した取り組みを行っていたり、デジタルフォレンジック研究会のデジタル・フォレンジック・コミュニティの運営を行っていたりと、大学外の様々な機関と協力しながらサイバー犯罪対策への取り組みを行っています。私個人としても、サイバーセキュリティシンポジウム道後や九州サイバーセキュリティシンポジウムに参加した際には、警察組織や民間企業の方からサイバー犯罪対策の現状を学び、特にセキュリティという学問では大学を超えたコミュニティ形成の中で法律と共にサイバー犯罪対策していくことが大切であると強く感じました。講義では、サイバーセキュリティに関する法律への理解を深めた上で、民間企業、大学、警察、個人など様々な視点に立ちながら法律、倫理、道徳上の問題点について議論したいと考えています。

N2『C++ ライブラリ開発』

「実務開発での品質改善（問1にて先述）」の経験、およびC++による開発経験から本講義に興味を持っています。前者の経験では、ジョインしているプロジェクトでテスト容易性や理解容易性、変更容易性の高い設計手法の学習および実践を行いました。後者の経験としては、問2で先述したC++およびClangライブラリを用いたツール開発や、競技プログラミングで、C++を使用しています。また、問2の回答にて、修士研究でC言語の言語仕様を参照しながら提案手法の検出対象を定義したと先述しました。Cの言語仕様はコンパイラ依存や未定義動作が非常に多い（例えばint型、long型といった基本的な型ですら実装依存）ところがCのやっかいな仕様であると考えています。C++の言語仕様ではこのあたりの環境差異やバージョンによる差異がどの程度多いのか、また、ライブラリ開発という汎用性が求められる実装においては何に注意すべきかなどについて、本講義を通して学べればと考えています。

N4『Content Delivery Network を自作してみよう』

CDNへのモチベーション

私は3年前からアルバイトでWeb開発プロジェクトに従事しており、特にWebフロントエンド技術のパフォーマンス改善に興味を持っています。パフォーマンス改善には、ブラウザでの処理の高速化やキャッシュの利用などがありますが、最近では、ページ速度がGoogle SearchのSEOに関与するようになった（https://web.dev/articles/vitals）、ことから、キャッシュの利用が重要性を増していると考えています。究極的には、CDN Edgeからあらゆるレスポンスを返すアーキテクチャ、リソース取得に関してアプリケーションサーバに到達させないアーキテクチャが理想的だと考えています。そんな中、Cloudflareの施策はゲームチェンジャー的な要素があると感じており、特に、Cloudflare Workers、R2、D1、KVに注目しています。従来のCDNは静的ファイル配信の最適化が主な役割でしたが、これらの技術を活用することで、リソース取得をすべてCDN Edgeから返す構成が可能だと考えています。具体的には、CQRS（コマンドクエリ責務分離）ライクなアーキテクチャを構築できると考えています。つまり、Command（Write）はアプリケーションサーバに問い合わせ、Query（Read）はCloudflare Workersからすべて返すという構成です。具体的には、WorkersがCloudflare R2（オブジェクトストレージ）、D1（SQLデータベース）、KV（Key-Value Store）に問い合わせ、あらかじめリソースを取得しておくという構成です。以上のように、CloudflareのようなCDN技術とその進化に期待しており、また、CDN内部の仕組みについても学びたいと考えています。

CDN自作にむけての学習

CDN自作に向けて、まず「Web配信の技術（田中祥平著）」を読み、HTTPキャッシュ、プロキシサーバ、およびCDNサーバでのキャッシュの仕組みについて学びました。その上で、簡単なCDNを構築するため、下記リンクの画像のようなアーキテクチャ設計を行いました。

自作CDN構成図
（2024/8/20追記：GSLBの位置が色々間違ってるので注意ですmm）

まず、キャッシュサーバおよびL7ロードバランサの実装を試みました。今回はCloudflareが開発しているリバースプロキシフレームワーク「pingora」を用いて実装を行いました。pingoraのGitHub リポジトリに置かれている一部モジュールのドキュメント、DOCS.RSを参照しながら仕様を把握しました。L7ロードバランサの実装は、LoadBalancer構造体を用いて行い、upstreamの選択アルゴリズムとしてラウンドロビン、IPハッシュ、ランダムをサポートしていることがわかりました。キャッシュは、pingora::cacheモジュールを使用して実装しました。今後の展望として、L4ロードバランサやGSLBを実装したいと考えており、講義ではこれらの知見を深めたいです。また、セキュリティに関する話題では、CDNの設定ミスに起因する事故が発生することがあります。例えば、CDNがプライベートキャッシュを他ユーザに配信してしまうといった問題です。CDNの内部実装においてプライベートなキャッシュを適切に実装する方法についても気になっています。さらに、CDNやプロキシのキャッシュキー戦略についても学びたいと考えています。例えば、セキュリティ要件上、どのリソースをキャッシュすべきか、そのキャッシュキーは何か、オリジンに流すヘッダを変更するかしないか、クライアントに流すヘッダを変更するかしないか、といった観点があると思います。そのあたりについても講義で詳しく聞いてみたいです。

N6『TCP/IP プロトコルスタック自作入門』

大学3回生の頃、TCP/IPなどネットワークレイヤの理解を深めるため、C言語でWebサーバを実装しました。具体的には、sys/socket.hを用いたソケット通信を行い、HTTP/1.1のリクエストを解析してリソースを返すプログラムです。この実装では、ネットワークインターフェース層、インターネット層、トランスポート層がライブラリに隠蔽されており、アプリケーション層が主の実装でした。

Webサーバ実装

この経験から、隠蔽されていたレイヤの実装にも挑戦してみたいと感じるようになりました。特に、ネットワークデバイスの扱い方、IPデータグラムの入力と検証、IPルーティング、ソケットAPIの実装について、自作してみたいと考えています。そこで、KLab Expert Camp「TCP/IP プロトコルスタック自作開発」の資料およびmicropsの実装を拝見し、学びを深めました。その過程で、いくつかの疑問が生じました。まず、TCPは信頼性の高い通信を保証するために再送機構やフロー制御、輻輳制御など多くの機能を備えていますが、通信途中でパケットが乱れた場合にどのようにしてTCPコネクションを再同期し、正常な状態に戻すのかについて具体的な実装レベルでの詳細を理解したいです。また、ARPキャッシュポイズニング攻撃の防止策として、どのような実装上の工夫が可能かについても、本講義を通して詳しく知りたいと考えています。

4 その他に関する問い

その他，アピールしたい点などあれば自由記述で回答してください．

モラルや法律遵守の意識と、高度な情報セキュリティ技術をもった技術者になりたいと強く思っています。 Seccampの5日間を通じて、ネットワーク技術やセキュリティに関する深い知識を身につけ、実践的なスキルを磨くことを楽しみにしています。この機会を最大限に活かし、責任ある技術者として成長したいと考えています。